Efek Doppler: Konsep Dasar, Rumus, Contoh Soal dan Pembahasan

efek doppler
Ilustras oleh dribbble.com

Efek Doppler adalah perubahan sebuah frekuensi atau panjang gelombang dari suatu gelombang terhadap seorang penerima yang sedang bergerak relatif terhadap sumber gelombang tersebut.

Seorang ilmuwan asal Austria lah yang pertama kali memberikan penjelasan mengenai peristiwa ini, Christian Doppler.

Konsep Dasar Efek Doppler

Efek doppler merupakan kondisi  perubahan frekuensi dari  sumber bunyi pada pendengar yang diakibatkan dari pergerakan sumber bunyi, pendengar, maupun keduanya.

Efek doppler ini tidak hanya bekerja pada medium udara ini juga dapat bekerja pada medium padat maupun cair.

Efek Doppler - Makalah, Penurunan Rumus, Manfaat, Contoh Soal

Seorang yang sedang diam, mendengar suara dari sumber suara yang juga diam. Suara yang kita dengar akan memiliki frekuensi yang sama dengan sumber suara tersebut.

Namun, dalam efek doppler, sumber suara adalah sesuatu yang bergerak. Semakin dekat benda tersebut, frekuensi suara semakin besar, begitupun sebaliknya.

Contohnya saat kita mendengar mobil bersirine yang sedang melaju ke arah kita, maka kita akan mendengar bunyi sirine yang makin meninggi (pitch atau frekuansi suara makin tinggi); kemudian saat mobil tersebut telah melewati kita dan makin menjauh, bunyi sirine akan makin mengecil (pitch makin rendah).

Inilah fenomena Efek Doppler, yakni perubahan frekuensi suara yang dihasilkan oleh sumber suara yang bergerak.

Rumus Efek Doppler

Secara umum efek dopler  dapat ditulis sebagai berikut:

fp = (v ± vp) fs / (v ± vs)

Dimana:

  • fp = frekuensi yang didengar pendengar (Hz)
  • fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)
  • v = cepat rambat udara (m/s)
  • vp = cepat rambat pendengar (m/s)
  • vs = cepat rambat sumber bunyi (m/s)

Pemakaian tanda positif dan negatif untuk sumber suara dan pendengar

Perhatikan rumus diatas, tanda ± di atas dapat berarti + (positif) ataupun – (negatif)tergantung kondisi si pendengar dan juga sumber suara. Berikut ini perjanjian mengenai pemakaian tanda plus dan minus tersebut:

  • vp bernilai + (positif) jika si pendengar mendekati sumber suara, dan bernilai – (negatif) jika menjauhi sumber suara
  • vs bernilai + (positif) jika sumber suara menjauhi pendengar, dan bernilai – (negatif) jika mendekati pendengar

Macam – Macam Efek Doppler

Efek Doppler - ujiansma.com
1. Efek Doppler (Semakin Tinggi)

Efek doppler saling mendekati merupakan kejadian frekuensi pendengar terasa semakin tinggi karena sumber bunyi, pendengar, atau keduanya salin mendekati.

Baca Juga  Pakaian Adat Sulawesi Selatan Penjelasan Ringkas dan Gambarnya

Sumber bunyi dan pendengar saling mendekati:

fp = (v + vp) fs / (v – vs)

Sumber bunyi diam (vs = 0 m/s), pendengar mendekati:

fp = (v + vp) fs / v

Sumber bunyi mendekati, pendengar diam (vp = 0 m/s):

fp = v fs / (v – vs)

2. Efek Doppler (Semakin Rendah)

Sumber bunyi dan pendengar saling menjauhi

fp = (v – vp) fs / (v + vs)

Sumber bunyi diam (vs = 0 m/s), pendengar menjauhi:

fp = (v – vp) fs / v

Sumber bunyi menjauhi, pendengar diam (vp = 0 m/s):

fp = v fs / (v + vs)

Contoh Soal Efek Doppler

1. Kereta Bagus Ekspres bergerak dengan kecepatan 72 km/jam, mendekati stasiun sambil membunyikan peluit yang berfrekuensi 860 Hz. Kecepatan bunyi di udara 340 m/s. Berapa bunyi yang didengar oleh orang di stasiun?Pembahasan

Diketahui:

vs = 72 km/jam = 20 m/s

vp = 0 m/s (diam tidak bergerak)

fs = 860 Hz

v = 340 m/s

Pembahasan:

fp = (v + vp) fs / (v – vs)

fp = (340 + 0) 860 / (340 – 20)

fp = 340 860 / 320

fp = 340 860 / 320

fp = 913.75 Hz

Jadi frekuensi yang didengar ialah 913.75 Hz

2. Seorang pilot pesawat menerbangkan pesawatnya menuju ke menara bandara mendengar bunyi sirinemenara dengan frekuensi 3600 Hz. Jika sirine memancarkan bunyi dengan 2040 Hz, dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s.Berapa kecepatan pesawat tersebut?Pembahasan

Diketahui:

fp = 3600 Hz

v = 340 m/s

fs = 2040 Hz

vs = 0 m/s (diam dimenara)

Pembahasan:

fp = (v + vp) fs / (v – vs)

3600 = (340 +vp) 2040 / (340 + 0)s

3600 = (340 +vp) 6

(340 +vp) = 600

vp = 260 m/s

Jadi kecepatan pesawat saat itu adalah 260 m/s.

Demikianlah pembahasan tentang Efek Doppler baik dari konsep dasar, rumus, contoh soal beserta pembahasannya. Semoga bermanfaat!

Referensi:

  • studiobelajar.com
  • rumuspintar.com
  • cerdikia.com

Efek Doppler: Konsep Dasar, Rumus, Contoh Soal dan Pembahasan